JPH10331792A - Structure of intake part of centrifugal compressor - Google Patents
Structure of intake part of centrifugal compressorInfo
- Publication number
- JPH10331792A JPH10331792A JP9145374A JP14537497A JPH10331792A JP H10331792 A JPH10331792 A JP H10331792A JP 9145374 A JP9145374 A JP 9145374A JP 14537497 A JP14537497 A JP 14537497A JP H10331792 A JPH10331792 A JP H10331792A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- angle
- leading edge
- centrifugal compressor
- shroud
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/50—Inlet or outlet
- F05D2250/51—Inlet
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は遠心圧縮機の吸込部
の構造に係り、特に車両用過給機の遠心圧縮機におい
て、吸込部の翼通過周波数騒音(Brade Passing Freque
ncy 、以下「BPF」という)を低減することのできる
遠心圧縮機吸込部の構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a suction part of a centrifugal compressor, and more particularly, to a blade passing frequency noise of a suction part in a centrifugal compressor of a vehicle supercharger.
ncy (hereinafter referred to as “BPF”).
【0002】[0002]
【従来の技術】車両用の過給器(ターボチャージャ)は
エンジンからの高温高圧の排ガスを導いてタービンを回
転させ、タービンによって遠心圧縮機を駆動してエンジ
ンの吸入空気を昇圧し、エンジンの出力を向上させるも
のである。図3はかかる車両用過給機の1部切断斜視図
である。図において、1はインペラ、2はシュラウド、
3は遠心圧縮機、10は吸込部である。2. Description of the Related Art A supercharger (turbocharger) for a vehicle guides high-temperature and high-pressure exhaust gas from an engine to rotate a turbine, and drives a centrifugal compressor by the turbine to boost the intake air of the engine. This is to improve the output. FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of such a supercharger for a vehicle. In the figure, 1 is an impeller, 2 is a shroud,
3 is a centrifugal compressor and 10 is a suction unit.
【0003】インペラ1は図4に示すようにオープンタ
イプである。本図では長短羽根のインペラを示している
が、すべての羽根が長羽根のものもある。図4におい
て、1aは長羽根のインペラリーディングエッジ、1b
は短羽根のインペラリーディングエッジ、1cはハブで
ある。The impeller 1 is an open type as shown in FIG. In this figure, the impellers with long and short blades are shown, but some blades have long blades. In FIG. 4, 1a is the impeller leading edge of the long blade, 1b
Is an impeller leading edge of the short blade, and 1c is a hub.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】かかる過給機について
は、騒音の問題がある。騒音の中には遠心圧縮機のBP
F騒音がある。BPF騒音とは遠心圧縮機を流れる流量
が変化して、空気の流入角度と、入口羽根角度がずれた
とき、流れの剥離により、インペラリーディングエッジ
付近に、回転数の羽根枚数倍の周波数を有する圧力変動
が発生することによる騒音である。Such a turbocharger has a problem of noise. Among the noises is the BP of the centrifugal compressor
There is F noise. BPF noise means that when the flow rate flowing through the centrifugal compressor changes and the air inflow angle deviates from the inlet blade angle, the separation of the flow causes a frequency near the impeller leading edge to be twice the number of blades of the rotation speed. This is noise caused by pressure fluctuations.
【0005】本願の発明者等は、かかるBPF騒音につ
いて実測を行ったので、その結果について説明する。図
5(A)は測定位置を示し、図5(B)は測定結果を示
している。図5(B)は横軸に測定点、縦軸に圧力変動
のレベルの高さを示しており、回転数80,000rp
m、90,000rpm、100,000rpmについ
て各測定点の圧力変動のレベルを示している。図に示す
ように測定点I、すなわち長羽根のリーディングエッジ
1aの位置で最も圧力変動のレベルが高いことがわか
る。[0005] The inventors of the present application have actually measured such BPF noise, and the results will be described. FIG. 5A shows a measurement position, and FIG. 5B shows a measurement result. FIG. 5B shows the measurement points on the horizontal axis and the level of the pressure fluctuation on the vertical axis, and the number of rotations is 80,000 rpm.
For m, 90,000 rpm and 100,000 rpm, the level of pressure fluctuation at each measurement point is shown. As shown in the figure, it can be seen that the level of the pressure fluctuation is highest at the measurement point I, that is, at the position of the leading edge 1a of the long blade.
【0006】本発明は、従来技術の以上説明した問題点
に鑑み、案出されたもので、作動流量が設計流量からず
れたときに大きくなるBPF騒音を、作動流量の全範囲
にわたって、流入角度と入口羽根角度のずれを小さくす
ることにより、抑制することを目的とする。The present invention has been devised in view of the above-described problems of the prior art, and has been devised to reduce the BPF noise that increases when the operating flow rate deviates from the design flow rate over the entire range of the operating flow rate. And by reducing the deviation of the inlet blade angle with the inlet blade.
【0007】なお、インペラ入口の流入角を変えるもの
に従来からインレットガイドベーンが知られているが、
インレットガイドベーンは流量調節を目的として、吸込
部全域に放射状に設けられていて、角度が調節可能にな
っており、車両用の過給機など小型の遠心圧縮機に適用
することが困難であること、角度を固定すると遠心圧縮
機の特性が変わってしまうことなど、本発明とは目的、
構成、効果が異なるものである。[0007] An inlet guide vane is conventionally known for changing the inflow angle of the impeller inlet.
The inlet guide vanes are provided radially throughout the suction section for the purpose of adjusting the flow rate, and the angle can be adjusted, making it difficult to apply to small centrifugal compressors such as superchargers for vehicles. That, if the angle is fixed, the characteristics of the centrifugal compressor will change, the purpose of the present invention,
The configuration and effects are different.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の遠心圧縮機吸込部の構造は,遠心圧縮機のイン
ペラリーディングエッジ直前のシュラウド内面に背の低
いガイドベーンを設け吸込部外周を流れる空気流にイン
ペラの回転方向と逆方向の予旋回を与える。To achieve the above object, the structure of the suction part of the centrifugal compressor of the present invention is such that a short guide vane is provided on the inner surface of the shroud immediately before the impeller leading edge of the centrifugal compressor, and the outer periphery of the suction part is provided. A pre-swirl in the direction of rotation of the impeller is given to the flowing air flow.
【0009】上記ガイドベーンの高さはインペラリーデ
ィングエッジの半径方向の高さの1/2より低く、イン
ペラリーディングエッジとシュラウド内面との間の隙間
より高いのが好ましい。The height of the guide vane is preferably less than half the radial height of the impeller leading edge, and higher than the gap between the impeller leading edge and the inner surface of the shroud.
【0010】次に、本発明の作用を説明する。インペラ
リーディングエッジ直前のシュラウド内面に設けた背の
低いガイドベーンにより吸込部外周側を流れる空気流に
インペラの回転と逆方向の予旋回を与える。そうすると
流入量が大流量から小流量に変化したときインペラリー
ディングエッジ外周端近傍における流入角度の変化は、
予旋回を与えない場合よりも小さくなる。したがって、
流入角度と入口羽根角度の差の最大値も小さく抑制する
ことができ、BPF騒音を低く抑制できることになる。
予旋回は吸入部外周近傍の流れに限定されているので、
ガイドベーンを設けても遠心圧縮機の特性にほとんど影
響を与えることがない。ガイドベーンを設けることによ
り、流入角度を入口羽根角度の±3゜以内におさえるこ
とができる。Next, the operation of the present invention will be described. A short guide vane provided on the inner surface of the shroud immediately before the impeller leading edge imparts pre-swirl in the direction opposite to the rotation of the impeller to the airflow flowing on the outer peripheral side of the suction portion. Then, when the inflow rate changes from the large flow rate to the small flow rate, the change in the inflow angle near the outer peripheral end of the impeller leading edge is
It is smaller than when no pre-turn is given. Therefore,
The maximum value of the difference between the inflow angle and the inlet blade angle can also be suppressed small, and the BPF noise can be suppressed low.
Since the pre-turn is limited to the flow near the outer circumference of the suction part,
The provision of the guide vanes hardly affects the characteristics of the centrifugal compressor. By providing the guide vanes, the inflow angle can be kept within ± 3 ° of the inlet blade angle.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下本発明の1実施形態について
図面を参照しつつ説明する。図1(A)は本発明の遠心
圧縮機吸込部の構造の部分断面図であり、図1(B)は
図1(A)のB−B矢視展開図である。なお、これらの
図において、図3、図4で説明したものと同一の部分に
ついては同一の符号を付しており、重複した説明は省略
する。図1において4はガイドベーンで、インペラリー
ディングエッジ1a直前のシュラウド2内面に設けられ
ており,背が低い。5はインペラリーディングエッジの
周速度のベクトルである。ガイドベーンは図1(B)に
示すようにインペラ軸心11と平行な直線11aに対し
てθ゜傾いた直線であり、吸込部10外周側を流れる空
気流にインペラの回転方向と逆方向の予旋回を与えてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a partial cross-sectional view of the structure of the centrifugal compressor suction section of the present invention, and FIG. 1B is a development view taken along the line BB of FIG. 1A. Note that, in these figures, the same parts as those described in FIGS. 3 and 4 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In FIG. 1, reference numeral 4 denotes a guide vane which is provided on the inner surface of the shroud 2 immediately before the impeller leading edge 1a and is short. 5 is a vector of the peripheral speed of the impeller leading edge. The guide vane is a straight line inclined by θ ン with respect to a straight line 11a parallel to the impeller axis 11, as shown in FIG. Preliminary turn is given.
【0012】次に本実施形態の作用を説明する。図2は
インペラリーディングエッジ1aに流入する空気流の速
度ベクトルを示す図であり、(A)はガイドベーンのな
いもの、(B)はガイドベーンのあるものを示してい
る。図2において、5はリーディングエッジ外周端の周
速度のベクトルである。図2(A)において、6および
7は、大流量のときの絶対流入速度および相対流入速度
のベクトルであり、8および9は小流量のときの絶対流
入速度および相対流入速度のベクトルである。αは大流
量のときの流入角度、βは小流量のときの流入角度であ
る。図2(B)は絶対流入速度にインペラ回転方向と逆
方向に角度θの予旋回を与えたときの各ベクトルであっ
て、添字aを付して各べクトルを表示している。Next, the operation of the present embodiment will be described. FIGS. 2A and 2B are diagrams showing velocity vectors of the airflow flowing into the impeller leading edge 1a, wherein FIG. 2A shows a case without guide vanes, and FIG. 2B shows a case with guide vanes. In FIG. 2, reference numeral 5 denotes a vector of the peripheral velocity at the outer edge of the leading edge. In FIG. 2A, 6 and 7 are vectors of the absolute inflow velocity and the relative inflow velocity when the flow rate is large, and 8 and 9 are the vectors of the absolute inflow velocity and the relative inflow velocity when the flow rate is small. α is the inflow angle when the flow rate is large, and β is the inflow angle when the flow rate is small. FIG. 2B shows each vector when a pre-turn of an angle θ is given to the absolute inflow velocity in a direction opposite to the impeller rotation direction, and each vector is displayed with a subscript a.
【0013】これらの図から明らかなように、予旋回を
与えた場合には大流量のときと、小流量のときの流入角
度の差(αa−βa)が予旋回を与えない場合の流入角
度の差(α−β)よりも小さくなっている。このため流
量の変化に対して、流入角度と羽根入口角度の差を小さ
くすることができ、インペラリーディングエッジ1a近
傍における剥離域を小さくすることができる。それに伴
い、インペラリーディングエッジ1a近傍のシュラウド
2における圧力変動レベルも低く保てる。BPF騒音は
この圧力変動レベルに起因するので、低騒音が達成でき
る。As apparent from these figures, the difference (αa−βa) between the inflow angle at the time of the large flow rate and the small flow rate when the pre-swirl is given is the inflow angle when the pre-swirl is not given. (Α−β). Therefore, the difference between the inflow angle and the blade entrance angle can be reduced with respect to the change in the flow rate, and the separation area in the vicinity of the impeller leading edge 1a can be reduced. Accordingly, the pressure fluctuation level in the shroud 2 near the impeller leading edge 1a can be kept low. Since the BPF noise is caused by this pressure fluctuation level, low noise can be achieved.
【0014】また、従来のインレットガイドベーンと異
り、ガイドベーンの背が低いので、吸込部10外周のシ
ュラウド2近傍のみの空気流に予旋回を与えるだけであ
り、遠心圧縮機の流体性能にほとんど影響を与えること
はない。Further, unlike the conventional inlet guide vane, the height of the guide vane is short, so that the air flow only in the vicinity of the shroud 2 on the outer periphery of the suction part 10 is merely pre-rotated, and the fluid performance of the centrifugal compressor is reduced. Has little effect.
【0015】本発明は以上説明した実施形態に限定され
るものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変更が可能である。例えば、ガイドベーンは直線羽根と
して説明したが、出口側の角度が同じであれば、曲り羽
根であってもよい。The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. For example, although the guide vane has been described as a straight blade, the guide vane may be a curved blade as long as the angle on the outlet side is the same.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上説明したように本発明の遠心圧縮機
の吸込部の構造は、インペラリーディングエッジ直前の
シュラウド内面に背の低いガイドベーンを設け、リーデ
ィングエッジ外周端近傍の空気流に予旋回を与えるよう
にしたので、(1)BPF騒音を低下させることができ
る。(2)ガイドベーンは従来のインレットガイドベー
ンと異なり遠心圧縮機の流体性能にほとんど影響がな
い。など優れた効果を有する。As described above, the structure of the suction portion of the centrifugal compressor according to the present invention is such that a short guide vane is provided on the inner surface of the shroud immediately before the impeller leading edge, and the air flow near the outer edge of the leading edge is pre-rotated. (1) BPF noise can be reduced. (2) Unlike the conventional inlet guide vanes, the guide vanes hardly affect the fluid performance of the centrifugal compressor. It has excellent effects.
【図1】本発明の遠心圧縮機吸込部の構造の図面であ
り、(A)は部分断面図、(B)は(A)のB−B矢視
図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a drawing of the structure of a centrifugal compressor suction part of the present invention, (A) is a partial cross-sectional view, and (B) is a BB view of (A).
【図2】インペラリーディングエッジに流入する空気流
の速度ベクトルの図面であり、(A)はガイドベーンの
ないもの、(B)はガイドベーンのあるものである。FIG. 2 is a drawing of a velocity vector of an air flow flowing into an impeller leading edge, (A) without a guide vane, (B) with a guide vane.
【図3】ターボチャージャの一部切断斜視図である。FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of a turbocharger.
【図4】インペラの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of an impeller.
【図5】BPF騒音の測定テストの説明図で、(A)は
測定個所を示す図、(B)は測定結果を示すグラフであ
る。5A and 5B are explanatory diagrams of a BPF noise measurement test, in which FIG. 5A is a diagram showing a measurement location, and FIG. 5B is a graph showing a measurement result.
1 インペラ 1a インペラリーディングエッジ 2 シュラウド 3 遠心圧縮機 4 ガイドベーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Impeller 1a Impeller leading edge 2 Shroud 3 Centrifugal compressor 4 Guide vane
Claims (2)
ジ直前のシュラウド内面に背の低いガイドベーンを設
け、吸込部外周を流れる空気流にインペラの回転方向と
逆方向の予旋回を与えることを特徴とする遠心圧縮機吸
込部の構造。The present invention is characterized in that a short guide vane is provided on the inner surface of a shroud immediately before an impeller leading edge of a centrifugal compressor, and a pre-swirl in a direction opposite to a rotation direction of the impeller is given to an air flow flowing around the suction portion. Centrifugal compressor suction section structure.
ーディングエッジの半径方向の高さの1/2より低く、
インペラリーディングエッジとシュラウド内面との間の
隙間よりも高い請求項1記載の遠心圧縮機吸込部の構
造。2. The height of the guide vane is less than half the radial height of the impeller leading edge,
2. The structure of the centrifugal compressor suction part according to claim 1, wherein the clearance is higher than a gap between the impeller leading edge and the inner surface of the shroud.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9145374A JPH10331792A (en) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | Structure of intake part of centrifugal compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9145374A JPH10331792A (en) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | Structure of intake part of centrifugal compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10331792A true JPH10331792A (en) | 1998-12-15 |
Family
ID=15383759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9145374A Pending JPH10331792A (en) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | Structure of intake part of centrifugal compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10331792A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001289197A (en) * | 2000-04-07 | 2001-10-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Method and device for increasing operating area of centrifugal compressor |
CN102536890A (en) * | 2010-12-15 | 2012-07-04 | 上海宝钢工业检测公司 | Impeller capable of preventing ash sticking of converter primary fan |
CN105298868A (en) * | 2015-12-01 | 2016-02-03 | 珠海格力电器股份有限公司 | Double-end suspended centrifuge and two-stage inlet structure thereof |
CN110081026A (en) * | 2019-05-16 | 2019-08-02 | 西安交通大学 | It is a kind of for weakening the entry guide vane and adjusting method of centrifugal compressor blade-tip leakage flow |
-
1997
- 1997-06-03 JP JP9145374A patent/JPH10331792A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001289197A (en) * | 2000-04-07 | 2001-10-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Method and device for increasing operating area of centrifugal compressor |
CN102536890A (en) * | 2010-12-15 | 2012-07-04 | 上海宝钢工业检测公司 | Impeller capable of preventing ash sticking of converter primary fan |
CN105298868A (en) * | 2015-12-01 | 2016-02-03 | 珠海格力电器股份有限公司 | Double-end suspended centrifuge and two-stage inlet structure thereof |
CN105298868B (en) * | 2015-12-01 | 2019-04-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | Double end suspended centrifuge and its secondary inlet structure |
CN110081026A (en) * | 2019-05-16 | 2019-08-02 | 西安交通大学 | It is a kind of for weakening the entry guide vane and adjusting method of centrifugal compressor blade-tip leakage flow |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5599528B2 (en) | Centrifugal compressor | |
JP5451247B2 (en) | Turbocharger connection for reverse rotation of passive pre-turn | |
EP2960528B1 (en) | Centrifugal compressor | |
US9541094B2 (en) | Scroll structure of centrifugal compressor | |
EP3018361B1 (en) | Centrifugal compressor | |
RU2293221C2 (en) | Recirculation structure for turbine compressor | |
US7476082B2 (en) | Vane and/or blade for noise control | |
US11408439B2 (en) | Centrifugal compressor and turbocharger | |
US20090060731A1 (en) | Compressor wheel housing | |
JP7220097B2 (en) | Centrifugal compressor and turbocharger | |
WO2018146753A1 (en) | Centrifugal compressor and turbocharger | |
WO2014203372A1 (en) | Radial-inflow type axial turbine and turbocharger | |
KR102590226B1 (en) | Diffuser of exhaust gas turbine | |
JPH10331792A (en) | Structure of intake part of centrifugal compressor | |
US11047393B1 (en) | Multi-stage centrifugal compressor, casing, and return vane | |
JP2003065298A (en) | Centrifugal compressor | |
JPH10331794A (en) | Centrifugal compressor | |
CN112443515A (en) | Compressor with ported shroud and noise attenuator for flow recirculation and turbocharger incorporating same | |
Jiang et al. | Investigation of vaned diffusers as a variable geometry device for application to turbocharger compressors | |
JPH0849696A (en) | Impulse wave generation preventing structure of impeller blade of high pressure ratio centrifugal compressor | |
JP3380897B2 (en) | Compressor | |
JPH0148361B2 (en) | ||
US11821339B2 (en) | Turbocharger | |
US11879389B2 (en) | Concentric introduction of the waste-gate mass flow into a flow-optimized axial diffusor | |
US20230141673A1 (en) | Turbofan |